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第一章 概述1

1.1 模拟加网技术1

1.1.1 木模雕刻半色调模拟1

1.1.2 早期随机加网技术2

1.1.3 摄影对印刷和半色调技术的影响2

1.1.4 连续调与半色调复制3

1.1.5 投影网屏4

1.1.6 接触网屏5

1.1.7 网屏对连续调图像的分割作用6

1.1.8 其他模拟半色调技术6

1.2 数字半色调的起源7

1.2.1 直接加网与分色变革7

1.2.2 电子加网8

1.2.3 激光加网技术9

1.3 发展中的数字半色调技术10

1.3.1 连续调与半色调10

1.3.2 数字半色调分类11

1.3.3 幅度调制半色调12

1.3.4 频率调制半色调13

1.3.5 迭代优化处理半色调14

1.3.6 数字半色调技术的现代进展15

1.4 半色调图像处理16

1.4.1 逆半色调技术17

1.4.2 半色调数据压缩17

1.4.3 数据隐藏与水印19

第二章 连续调图像的阶调重构20

2.1 像素描述20

2.1.1 模拟连续调图像20

2.1.2 数字图像的像素描述21

2.1.3 连续调图像的半色调表示22

2.1.4 半色调模拟连续调的视觉依据23

2.1.5 眼睛的非线性特征24

2.2 连续阶调的重构24

2.2.1 采样25

2.2.2 量化26

2.2.3 记录栅格与设备像素27

2.2.4 邻域处理28

2.2.5 点处理28

2.3 连续调图像的物理重构29

2.3.1 市场需求29

2.3.2 图像再现系统30

2.3.3 处理流程32

2.3.4 半色调处理33

2.3.5 半色调图像到硬拷贝输出物理重构33

2.4 半色调图像质量评价35

2.4.1 值半色调重构的准确度问题35

2.4.2 平均方差距离质量测度36

2.4.3 频域测度37

2.4.4 成对相关系数38

2.4.5 径向平均功率谱39

第三章 幅度调制半色调40

3.1 抖动处理40

3.1.1 抖动40

3.1.2 有序抖动41

3.1.3 记录点集聚有序抖动42

3.2 网点及相关要素43

3.2.1 方向敏感性43

3.2.2 半色调单元44

3.2.3 设备像素形状与半色调单元的精细程度44

3.2.4 网点三要素45

3.2.5 加网质量因子46

3.2.6 设备分辨率与半色调单元的关系48

3.2.7 网点层次与网点频率48

3.3 传统网点的数字模拟49

3.3.1 数字网点生成方法概述50

3.3.2 记录点集聚有序抖动矩阵51

3.3.3 网点结构的周期性考虑52

3.3.4 阈值法52

3.3.5 模型法53

3.3.6 生长模型法54

3.3.7 正字阶调等级法54

3.3.8 两种栅格类型的网屏设计55

3.4 有理正切加网56

3.4.1 数字加网的核心问题56

3.4.2 常用网点角度的实现57

3.4.3 有理正切加网及其特点58

3.4.4 近似网点角度的由来59

3.4.5 实际网点频率59

3.5 无理正切加网60

3.5.1 基本几何关系60

3.5.2 解决角点不重合的措施61

3.5.3 强制角点对齐的数学分析62

3.6 超细胞结构加网技术63

3.6.1 逼近15°角的数学分析63

3.6.2 半色调单元要求64

3.6.3 超细胞结构64

3.6.4 微观集聚半色调算法66

3.6.5 多中心点超细胞加网实现技术的应用67

3.6.6 超细胞结构的频域描述68

3.6.7 不良图案效果的纠正69

第四章 记录点分散有序抖动71

4.1 伪随机阈值方法71

4.1.1 记录点分散有序抖动的含义71

4.1.2 抖动矩阵72

4.1.3 全局固定阈值方法73

4.1.4 线条稿自适应局部阈值方法74

4.1.5 平均约束阈值方法75

4.2 模式抖动76

4.2.1 伪随机阈值方法76

4.2.2 模式抖动的数学基础77

4.2.3 高阶模式抖动矩阵78

4.2.4 处理技巧79

4.2.5 模式抖动的优缺点80

4.2.6 彩色图像的模式抖动适用性80

4.2.7 阈值矩阵优化81

4.3 递归拼贴法82

4.3.1 规则栅格拼贴82

4.3.2 递归过程83

4.3.3 效果讨论84

4.4 空白与集聚抖动矩阵生成方法85

4.4.1 递归拼贴与模式抖动的不足85

4.4.2 方法概述86

4.4.3 空白与集聚查找86

4.4.4 初始二值图像87

第五章 记录点分散随机抖动与蓝噪声89

5.1 白噪声抖动89

5.1.1 白噪声89

5.1.2 频域特征90

5.1.3 白噪声抖动效果评价方法91

5.1.4 功率谱分布92

5.2 误差扩散92

5.2.1 概况92

5.2.2 误差扩散法的起源93

5.2.3 经典误差扩散法94

5.2.4 误差过滤器95

5.2.5 使用要点95

5.2.6 非期望纹理与解决措施96

5.2.7 阈值调制98

5.2.8 硬拷贝输出应用99

5.2.9 彩色输出99

5.3 误差扩散的蓝噪声特征100

5.3.1 噪声名称101

5.3.2 主波长计算101

5.3.3 蓝噪声特征102

5.3.4 功率谱与各向异性特点103

5.3.5 蓝噪声半色调图像的空间域统计特征104

5.4 各种误差扩散法及相关问题105

5.4.1 改善半色调图像质量的措施105

5.4.2 蠕虫效应106

5.4.3 降低蠕虫效应的误差过滤器107

5.4.4 阶调相关误差扩散108

5.4.5 误差扩散与σ-δ调制109

5.4.6 边缘增强误差扩散110

5.4.7 误差图像110

5.5 蓝噪声蒙版111

5.5.1 蓝噪声蒙版的基本特性111

5.5.2 蓝噪声蒙版的构造方法112

5.5.3 误差扩散与蓝噪声蒙版处理结果比较113

5.5.4 蓝噪声蒙版结构修正法114

5.5.5 功率谱方法115

5.5.6 平均功率谱比较116

第六章 调频和复合加网技术117

6.1 幅度调制和频率调制117

6.1.1 传统网点的幅度调制特点117

6.1.2 调频网点118

6.1.3 幅度调制与频率调制加网的区别119

6.1.4 典型半色调图像的随机性分析120

6.1.5 误差扩散法的频率调制特点121

6.1.6 一阶和二阶调频网122

6.1.7 过渡区域处理123

6.1.8 频率调制半色调的工艺实现123

6.1.9 复制能力与复制质量124

6.2 绿噪声与复合加网126

6.2.1 幅度调制与频率调制的细节再现126

6.2.2 复合加网的必要性127

6.2.3 AM与FM复合加网128

6.2.4 绿噪声的基本特点与半色调技术类型129

6.2.5 从蓝噪声到绿噪声129

6.2.6 绿噪声的功率谱统计特征130

6.2.7 空间统计特征131

6.3 复合半色调的实现技术132

6.3.1 输出相关反馈误差扩散132

6.3.2 腐蚀与膨胀蒙版生成复合半色调133

6.3.3 块误差扩散绿噪声134

6.3.4 其他典型绿噪声方法134

6.3.5 四参数控制绿噪声方法135

6.3.6 误差加权系数随机扰动绿噪声136

6.3.7 十六参数控制绿噪声半色调136

6.3.8 半色调图像对比137

第七章 迭代优化数字半色调技术139

7.1 直接二值搜索算法139

7.1.1 问题的提出139

7.1.2 基本算法140

7.1.3 直接二值搜索算法的性能特征141

7.1.4 初始二值图像选择142

7.1.5 与其他算法的复杂性比较143

7.2 遗传算法144

7.2.1 灰度等级畸变补偿方法概述144

7.2.2 遗传算法基础145

7.2.3 算法流程与最小平方准则146

7.2.4 随机搜索与遗传算子147

7.3 进化计算半色调技术148

7.3.1 算法基础148

7.3.2 质量评价149

7.3.3 两种实现技术150

7.4 打印机模型151

7.4.1 打印机模型分类151

7.4.2 记录点搭接激光打印机模型152

7.4.3 基于测量的打印机模型153

7.4.4 喷墨打印机模型154

7.5 利用打印机模型的半色调算法155

7.5.1 记录点搭接打印机模型修正误差扩散算法155

7.5.2 基于模型的最小平方半色调算法156

7.5.3 基于喷墨打印机模型的阶调相关误差扩散157

7.6 退火算法158

7.6.1 视觉调制传递函数与视觉成本函数158

7.6.2 随机退火优化159

7.6.3 半色调处理效果160

第八章 彩色数字半色调161

8.1 基本问题161

8.1.1 单色半色调与彩色半色调161

8.1.2 半色调图像组合的因果关系162

8.1.3 标量半色调163

8.1.4 矢量半色调164

8.1.5 最小亮度波动准则165

8.2 彩色误差扩散166

8.2.1 可分离误差扩散166

8.2.2 色度量化误差扩散166

8.2.3 追求最小亮度波动的彩色误差扩散167

8.2.4 高质量省墨彩色误差扩散168

8.2.5 蓝噪声蒙版三色抖动处理169

8.2.6 嵌入式彩色误差扩散171

8.3 蓝噪声蒙版与绿噪声彩色半色调172

8.3.1 基本蓝噪声算法的彩色复制适应性172

8.3.2 彩色半色调蓝噪声蒙版算法173

8.3.3 自适应蓝噪声蒙版彩色半色调174

8.3.4 Levien绿噪声彩色半色调174

8.3.5 绿噪声蒙版彩色半色调175

8.4 直接二值搜索彩色半色调处理177

8.4.1 均衡原则177

8.4.2 着色剂路径选择178

8.4.3 彩色波动函数及其最小化178

8.4.4 彩色直接二值搜索179

8.5 彩色半色调颗粒度180

8.5.1 半色调图像的颗粒度180

8.5.2 墨粉数量波动模型181

8.5.3 分色版颗粒度181

8.5.4 半色调综合颗粒度182

第九章 沃罗诺伊图与空间填充曲线半色调应用184

9.1 基于沃罗诺伊图的半色调算法184

9.1.1 伪随机空间马赛克结构184

9.1.2 沃罗诺伊图185

9.1.3 输出设备空间的伪随机“瓷砖”排列186

9.1.4 生成半色调图像的典型方法187

9.1.5 沃罗诺伊幅度调制半色调188

9.1.6 点画法半色调处理应用188

9.2 空间填充曲线189

9.2.1 概述189

9.2.2 销售人员旅行问题的启发190

9.2.3 Peano空间填充曲线191

9.2.4 希尔伯特曲线192

9.3 空间填充曲线误差扩散应用193

9.3.1 栅线扫描的主要缺点193

9.3.2 空间填充曲线与扫描路径194

9.3.3 随机空间填充曲线194

9.3.4 基于随机空间填充曲线扫描路径的误差扩散195

9.4 空间填充曲线记录点集聚半色调196

9.4.1 空间填充曲线的连续性和非定向性196

9.4.2 基于空间填充曲线抖动处理的主要步骤196

9.4.3 自适应随机空间填充曲线加网197

9.4.4 记录点集聚尺寸固定彩色半色调198

9.4.5 自适应集聚尺寸彩色半色调199

9.4.6 周期性记录点集聚抖动200

第十章 数字印刷半色调技术202

10.1 半色调技术的数字印刷适用性202

10.1.1 半色调技术对数字印刷的贡献202

10.1.2 静电照相与喷墨印刷对半色调图像的基本要求203

10.1.3 数字印刷半色调处理面临的挑战204

10.1.4 有理正切与无理正切加网205

10.1.5 线条网与点状网206

10.2 数字印刷半色调处理结果评价206

10.2.1 考虑记录点畸变的必要性206

10.2.2 常数灰度等级区域207

10.2.3 灰度等级缓慢变化的区域208

10.2.4 灰度等级迅速改变的区域209

10.3 数字印刷频率调制半色调处理209

10.3.1 误差扩散的数字印刷应用209

10.3.2 近优化彩色半色调210

10.3.3 两次通过喷墨模式211

10.3.4 考虑两次通过打印模式的误差扩散算法212

10.3.5 扩展非线性有序抖动与修正误差扩散213

10.4 特殊超细胞结构数字印刷应用214

10.4.1 电子套印无理正切加网214

10.4.2 静电照相数字印刷复合加网技术215

10.4.3 沃罗诺伊图特殊超细胞结构划分216

10.4.4 沃罗诺伊迭代216

10.4.5 特殊超细胞结构复合加网的实现217

10.4.6 复制效果218

10.5 静电照相数字印刷半色调处理的特殊问题218

10.5.1 充电过程数字半色调考虑的物理基础219

10.5.2 基于排斥电位的数字半色调算法220

10.5.3 静电照相显影过程与半色调处理的关系221

10.5.4 典型记录点集聚有序抖动矩阵221

第十一章 逆半色调223

11.1 复合滤波法去网223

11.1.1 查找表法和滤波法223

11.1.2 低通滤波法224

11.1.3 基于低通滤波的改善方法225

11.1.4 网点参数估计226

11.1.5 复合滤波方法227

11.2 误差扩散图像连续调重构方法228

11.2.1 误差扩散图像逆半色调方法概述228

11.2.2 低通滤波尝试229

11.2.3 一次通过逆半色调方法230

11.2.4 平滑滤波器设计230

11.2.5 梯度估计232

11.3 神经网络逆半色调方法233

11.3.1 神经元结构233

11.3.2 神经网络的层次结构关系234

11.3.3 学习方法与连续调重构235

11.3.4 重构效果评价236

11.4 基于小波变换的逆半色调技术237

11.4.1 低通滤波法重构连续调效果的缺点237

11.4.2 小波解码238

11.4.3 频率和空间相关问题239

11.4.4 半色调分块小波变换去网240

第十二章 莫尔条纹与玫瑰斑242

12.1 莫尔条纹242

12.1.1 线条莫尔条纹242

12.1.2 网点图像叠印莫尔条纹243

12.1.3 超细胞结构与自动莫尔条纹244

12.1.4 视觉效应最小化的理想角度244

12.1.5 莫尔条纹周期245

12.1.6 网点图像叠加的莫尔条纹计算246

12.1.7 自动莫尔条纹的频率混叠问题248

12.1.8 附加图像的莫尔条纹248

12.1.9 莫尔条纹的正交性250

12.1.1 0加网线数与莫尔条纹线数比251

12.2 二阶莫尔条纹251

12.2.1 两两相隔15°叠印的二阶莫尔条纹252

12.2.2 交叉60°叠印二阶莫尔条纹253

12.3 玫瑰斑及其结构特点254

12.3.1 玫瑰斑结构254

12.3.2 结构分析254

12.3.3 中心点玫瑰斑与空心玫瑰斑255

12.3.4 玫瑰斑规律与特征256

12.4 随机莫尔条纹257

12.4.1 低分辨率设备的半色调复制特点258

12.4.2 频率调制与幅度调制半色调图像叠加的频域比较258

12.4.3 记录点分散抖动与随机莫尔条纹259

12.4.4 随机莫尔条纹的基本特征260

12.4.5 降低绿噪声半色调随机莫尔条纹的措施261

12.4.6 随机莫尔条纹分析261

参考文献263